按照运行轨道的不同，气象遥感卫星分为两大类，即：极轨气象遥感卫星（也称太阳同步轨道气象卫星）和地球静止轨道气象遥感卫星（也称地球同步轨道气象卫星）。极轨气象遥感卫星，距地面高度600～1500千米，围绕南北极跨越赤道飞行，飞行一圈约100分钟，一昼夜可以两次经过同一地区上空，卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角，并且可以保证卫星总是在相同的地方时经过观测地点，从而使地球上的云和地物有相同的光照条件。地球静止轨道气象卫星，运行高度约36000千米，其轨道平面与赤道平面基本重合，与地球保持同步运行，相对地球是静止不动的，从地球上看，卫星静止在赤道某个经度的上空，可以对地球近五分之一的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，用四颗卫星均匀地布置在赤道上空，就能对全球中、低纬度地区气象状况进行连续监测。极轨气象遥感卫星和地球静止轨道气象遥感卫星如果同时在天上工作，可以优势互补，提供更有效的气象服务。国际气象卫星协调组织称它们为骨干气象卫星。我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止轨道系列气象卫星的国家之一，极轨系列气象卫星以风云一号、三号、五号……奇数排序，地球静止轨道系列气象卫星以风云二号、四号、六号……偶数排序。
按照是否有军事用途，气象遥感卫星可以分为军事气象遥感卫星和民用气象遥感卫星。按照观测目的不同，气象遥感卫星也可以分为综合观测卫星和专用观测卫星。
北极格陵兰岛冰盖消融图
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南极臭氧洞
我国幅员辽阔，位于多种气候带，为全球自然灾害频发区域。暴雨、洪涝、台风、干旱、高温、龙卷风、冰雪冻害、大雾、雷电灾害等，对我国工农业生产影响巨大，对人民生命财产安全形成不同程度的威胁。气象卫星能够载有多种仪器、实现多种项目的观测、生成多种观测产品、提供多种应用服务。随着气象卫星的稳定运行与数据的广泛共享，卫星应用领域与水平也有了快速的拓展与提高，逐步从定性应用向定量应用发展，在台风、洪涝、干旱等多种灾害监测中发挥了重要作用，应用领域由气象逐步拓展到减灾、农业、林业等多个方面。气象卫星在我国民用遥感卫星中效益发挥非常好、应用范围非常广，其应用领域主要包括：①气象卫星在天气气候领域的应用。气象卫星为台风、暴雨、冰雹、暴雪、沙尘暴、龙卷风等灾害性天气的监测提供了更有力的手段，为短期气候预测提供了更多有用的参数，如海表水温、雪盖、植被指数等，为改善天气预报和短期气候预测作出了贡献。②气象卫星资料在环境和自然灾害监测中的应用。我国是环境和自然灾害种类较多、发生频繁的国家之一，气象卫星在洪涝、森林草原火情、沙尘暴、雪灾和海冰等监测中发挥了重要作用。③气象卫星在农业方面的应用。气象卫星遥感植被信息与地面观测资料的综合，还可以用于农作物估产，利用气象卫星资料，可获得全国范围的干旱分布图，有效地反映中国北方大范围干旱及对农作物生长的影响。④气象卫星在全球生态气候领域的应用。北极海冰变化对全球气候变化有着重要的指示意义，从我国研制的风云三号卫星获取的北极地区2008年夏季资料分析，格陵兰岛东北角以南、丹麦港以北的大块冰体在一个月的时间内迅速融化，为研究全球气候变化对北极地区的影响提供了依据。通过对南极臭氧洞形成、发展与消亡全过程的监测，为世界气候变迁方面的研究作出了重大贡献。⑤气象卫星在军事方面的应用。气象卫星的应用在军事领域具有十分重要的战略地位，在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中，气象卫星的军事应用都比较突出。
